真空中有一对水平金属板两板间距为4.0 cm电压保持100v不变不带电的质量为0.10g的小颗粒从平行金属板的中点自由下

真空中有一对水平金属板两板间距为4.0 cm电压保持100v不变不带电的质量为0.10g的小颗粒从平行金属板的中点自由下落,与下极板碰撞后反向弹起,碰撞使没有动能损失,并从下极板获得电荷.问：小颗粒至少获得多少电荷量才能上升到上极板?（g取10米每秒）
答案是这么写：-mgd/2+100V*g=0
我想问一下,他这里的重力势能改变量数值和电势能相同
是为什么
jacky_883 1年前 已收到2个回答 举报
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来不了了 幼苗

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根据动能定理 Wg+W电=Ek2-Ek1
∵Wg=-mgd/2,W电=qU=100V*q
开始时自由下落,证明初速度为0,正好上升到上极板,证明末速度为0,所以Ek2=Ek1=0
∴-mgd/2+100V*q=0
∴mgd/2=100V*q
所以重力势能改变量数值和电势能相同

1年前 追问

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jacky_883 举报

我想继续问一下，同一物体的重力势能和电势能是不同的吧

举报 来不了了

是不同形式的能，但是有时可以相等,这里的100V*q为电势能的改变量，而不是在某一时刻小颗粒具有的电势能。

hikrn 幼苗

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注意题目，颗粒是从两金属板之间的中点下落，反弹时无动能损失。

也就是说，仅凭重力势能就能回到初始位置，但题目问是上升到上级板，从中点到上级板的重力势能差是mgd/2，这部分能量需要从电势能中获得，所以100v*g=mgd/2

1年前

0
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